1.以太網(wǎng)概述

??以太網(wǎng)（Ethernet）是當(dāng)今局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)中采用的電纜類型和信號(hào)處理方法。以太網(wǎng)憑借其成本低、通信速率高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用。
??以太網(wǎng)分為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（10Mbit/s）,快速以太網(wǎng)（100Mbit/s）和千兆以太網(wǎng)。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，也產(chǎn)生了萬兆以太網(wǎng)（10Gbit/s）。

2.以太網(wǎng)接口

??以太網(wǎng)接口有RJ45、RJ11接口（電話線接口）、SC光纖接口等。RJ45是最常見的接口。

??在不同的速率下接口的作用也不同，10M/100M速率下RJ45接口只用了四線，1000M下用了八線。千兆以太網(wǎng)接口向下兼容。具體如下圖


??以太網(wǎng)接口電路主要由MAC（Media Access Control）控制器和物理層接口PHY（Physical Layer，PHY）兩大部分構(gòu)成。這兩部分既可整合到一顆芯片內(nèi)，也可獨(dú)立分開。對(duì)于本次設(shè)計(jì)來說，MAC控制器由FPGA實(shí)現(xiàn)，PHY芯片開發(fā)板板載。
??VSC8601設(shè)備包含一個(gè)IEEE802.3兼容的串行管理接口（SMI）,其中MDC和MDIO可對(duì)芯片進(jìn)行控制。SMI提供了訪問權(quán)限設(shè)備控制和狀態(tài)寄存器。控制SMI的寄存器由32組成16位寄存器，包括所有需要的IEEE指定寄存器。此外，有通過設(shè)備寄存器31可以訪問的寄存器的附加寄存器。
??PHY芯片指開發(fā)板板載的以太網(wǎng)芯片。PHY接收MAC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)，按照物理層的編碼規(guī)則把數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)發(fā)送出去，接收數(shù)據(jù)時(shí)流程反之。
??PHY還提供了和對(duì)端設(shè)備連接的重要功能，并通過LED燈顯示連接狀態(tài)和工作狀態(tài)。還可互相協(xié)商連接速度、雙工或者半雙工、是否采用流控等。通常結(jié)果是采用雙方能同時(shí)支持的最大速度和最好的雙工。這種技術(shù)被稱為自協(xié)商。

2.1 MDIO接口

??MAC和PHY芯片有一個(gè)配置接口，即MDIO接口。可以配置PHY芯片的工作模式以及獲取PHY芯片的狀態(tài)信息。PHY芯片內(nèi)部有一系列寄存器。用戶通過配置寄存器來配置PHY芯片的工作模式。
??FPGA通過MDIO接口對(duì)PHY芯片的內(nèi)部寄存器進(jìn)行配置。通常情況下芯片在默認(rèn)情況下也可以工作，即配置芯片不是必須的。

2.2 RGMII和RMII接口

??RGMII接口是雙邊沿發(fā)送數(shù)據(jù)，一個(gè)時(shí)鐘周期可以發(fā)送8bit，但是在FPGA內(nèi)部一般采用上升沿處理數(shù)據(jù)，所以要將雙邊沿信號(hào)RGMII轉(zhuǎn)化成單邊沿信號(hào)GMII。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的千兆以太网协议简介的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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